Question

【題目】海水中含有80多種元素，是重要的物質資源寶庫，同時海水具有強大的自然調節能力，為解決環境污染問題提供了廣闊的空間。

(1)①已知不同pH條件下，水溶液中碳元素的存在形態如下圖所示。

下列說法不正確的是_____________ (填字母序號)。

a. pH=8時，溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3－

b. A點，溶液中H2CO3和HCO3－濃度相同

c. 當c(HCO3－)=c(CO32－)時，c(H+)>c(OH－)

②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液時發生反應的離子方程式是_____________。

(2)海水pH穩定在7.9～8.4之間，可用于煙道氣中CO2和SO2的吸收劑。

①海水中含有的OH－可以吸收煙道氣中的CO2，同時為海水脫鈣，生產CaCO3。寫出此反應的離子方程式：_____________。

②已知：25℃時，H2CO3電離平衡常數K1=4.3×10－7 K2=5.6×10－11

H2SO3電離平衡常數K1=1.5×10－2 K2=6.0×10－8

海水中含有的HCO3－可用于吸收SO2，該過程產物中有CO2和_____________。

(3)洗滌煙氣后的海水呈酸性，需處理后再行排放。與新鮮海水混合同時鼓入大量空氣排出部分CO2，是一種處理的有效方式。

①通入O2可將酸性海水中的硫(IV)氧化，該反應的離子方程式是_____________。

②上述方式使處理后海水pH升高的原因是_____________。

Answer 1

【答案】bc HCO3－+OH－=CO32－+H2O CO2+2OH－+Ca2+=CaCO3↓+H2O HSO3－ O2+2HSO3－=2SO42－+2H+ 堿性海水的中和及稀釋作用，鼓入空氣排除了部分CO2

【解析】

(1)①a.由圖象分析可以知道，pH=8時溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3-，故a正確；

b.A點是碳酸氫根離子物質的量分數與二氧化碳和碳酸分子物質的量分數相同，溶液中H2CO3和HCO3-濃度不相同，故b錯誤；

c.由圖象分析可以知道當c(HCO3-)=c(CO32-)時，pH=10溶液顯堿性，c(H+)<c(OH－)，故c錯誤；

②pH=8.4的水溶液中主要是HCO3-，加入NaOH溶液時，反應為碳酸氫根離子和氫氧根離子反應生成碳酸根和水，反應的離子方程式為：HCO3－+OH－=CO32－+H2O；

(2)①海水中鈣離子在堿溶液中和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應離子方程式為：CO2+2OH－+Ca2+=CaCO3↓+H2O；

②25℃時，H2CO3電離平衡常數K1=4.3×10－7 K2=5.6×10－11，H2SO3 電離平衡常數K1=1.5×10－2 K2=6.0×10－8，酸性強弱H2SO3> H2CO3> HSO3－> HCO3-，海水中含有的HCO3-可用于吸收SO2，反應生成二氧化碳和亞硫酸氫根離子；

(3)①洗滌煙氣后的海水呈酸性是亞硫酸氫根離子電離大于其水解，通入O2可將酸性海水中的硫(IV)氧化生成硫酸根離子，反應的離子方程式為：O2+2HSO3－=2SO42－+2H+；

②上述方式使處理后海水pH升高的原因是與新鮮海水的中和以及混合的稀釋作用，鼓入空氣排除了部分CO2。據此解答。

(1)①a.由圖象分析可以知道，pH=8時溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3-，故a正確；

b.A點是碳酸氫根離子物質的量分數與二氧化碳和碳酸分子物質的量分數相同，溶液中H2CO3和HCO3-濃度不相同，故b錯誤；

c.由圖象分析可以知道當c(HCO3-)=c(CO32-)時，pH=10溶液顯堿性，c(H+)<c(OH－)，故c錯誤。本小題答案為：bc。

②pH=8.4的水溶液中主要是HCO3-，加入NaOH溶液時，反應為碳酸氫根離子和氫氧根離子反應生成碳酸根和水，反應的離子方程式為：HCO3－+OH－=CO32－+H2O。本小題答案為：HCO3－+OH－=CO32－+H2O。

(2)①海水中鈣離子在堿溶液中和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應離子方程式為：CO2+2OH－+Ca2+=CaCO3↓+H2O。本小題答案為：CO2+2OH－+Ca2+=CaCO3↓+H2O。

②25℃時，H2CO3電離平衡常數K1=4.3×10－7 K2=5.6×10－11，H2SO3 電離平衡常數K1=1.5×10－2 K2=6.0×10－8，酸性強弱H2SO3> H2CO3> HSO3－> HCO3-，海水中含有的HCO3-可用于吸收SO2，反應生成二氧化碳和亞硫酸氫根離子。本小題答案為：HSO3－。

(3)①洗滌煙氣后的海水呈酸性是亞硫酸氫根離子電離大于其水解，通入O2可將酸性海水中的硫氧化生成硫酸根離子，反應的離子方程式為：O2+2HSO3－=2SO42－+2H+。本小題答案為：O2+2HSO3－=2SO42－+2H+。

②上述方式使處理后海水pH升高的原因是與新鮮海水的中和以及混合的稀釋作用，鼓入空氣排除了部分CO2。本小題答案為：堿性海水的中和及稀釋作用，鼓入空氣排除了部分CO2。